DE102013209093A1 - Method for producing a mask for a lithographic illumination system - Google Patents

Method for producing a mask for a lithographic illumination system Download PDF

Info

Publication number
DE102013209093A1
DE102013209093A1 DE102013209093.5A DE102013209093A DE102013209093A1 DE 102013209093 A1 DE102013209093 A1 DE 102013209093A1 DE 102013209093 A DE102013209093 A DE 102013209093A DE 102013209093 A1 DE102013209093 A1 DE 102013209093A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
mask
field points
intensity
field
illumination
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE102013209093.5A
Other languages
German (de)
Inventor
Michael Patra
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Carl Zeiss SMT GmbH
Original Assignee
Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Carl Zeiss SMT GmbH filed Critical Carl Zeiss SMT GmbH
Priority to DE102013209093.5A priority Critical patent/DE102013209093A1/en
Priority to JP2016513362A priority patent/JP6502325B2/en
Priority to PCT/EP2014/059944 priority patent/WO2014184292A1/en
Publication of DE102013209093A1 publication Critical patent/DE102013209093A1/en
Priority to US14/939,536 priority patent/US9880474B2/en
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70058Mask illumination systems
    • G03F7/70091Illumination settings, i.e. intensity distribution in the pupil plane or angular distribution in the field plane; On-axis or off-axis settings, e.g. annular, dipole or quadrupole settings; Partial coherence control, i.e. sigma or numerical aperture [NA]
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/68Preparation processes not covered by groups G03F1/20 - G03F1/50
    • G03F1/70Adapting basic layout or design of masks to lithographic process requirements, e.g., second iteration correction of mask patterns for imaging
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70058Mask illumination systems
    • G03F7/70191Optical correction elements, filters or phase plates for controlling intensity, wavelength, polarisation, phase or the like
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70425Imaging strategies, e.g. for increasing throughput or resolution, printing product fields larger than the image field or compensating lithography- or non-lithography errors, e.g. proximity correction, mix-and-match, stitching or double patterning
    • G03F7/70433Layout for increasing efficiency or for compensating imaging errors, e.g. layout of exposure fields for reducing focus errors; Use of mask features for increasing efficiency or for compensating imaging errors
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/7055Exposure light control in all parts of the microlithographic apparatus, e.g. pulse length control or light interruption
    • G03F7/70558Dose control, i.e. achievement of a desired dose

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Microscoopes, Condenser (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)

Abstract

Verfahren zum Herstellen einer Maske für ein lithographisches Beleuchtungssystem, aufweisend folgende Schritte: a) Einstellen einer Intensitätsvariationseinrichtung derart, dass eine möglichst gleichmäßige Beleuchtungsintensität bereitgestellt wird; b) Bestimmen einer Beleuchtungsrichtungsverteilung an einer definierten Anzahl von Feldpunkten (PM) auf der Maske als Funktion einer ersten Koordinate nach Mittelung über eine zweite Koordinate; c) Berechnen von Strukturgrößen an den Feldpunkten (PM), so dass im Lackbild Strukturen der gewünschten Größe erhalten werden; und e) Erstellen der Maske, wobei die Strukturgröße (b) auf der Maske an einem Ort gegeben ist durch eine definierte Interpolation von Strukturgrößen (b) auf der Maske an den Feldpunkten (PM).Method for producing a mask for a lithographic illumination system, comprising the following steps: a) setting an intensity variation device in such a way that an illumination intensity that is as uniform as possible is provided; b) determining an illumination direction distribution at a defined number of field points (PM) on the mask as a function of a first coordinate after averaging over a second coordinate; c) calculating structure sizes at the field points (PM), so that structures of the desired size are obtained in the resist image; and e) creating the mask, the structure size (b) on the mask at one location being given by a defined interpolation of structure sizes (b) on the mask at the field points (PM).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Maske für ein lithographisches Beleuchtungssystem.The invention relates to a method for producing a mask for a lithographic illumination system.

Stand der TechnikState of the art

Bei der Verwendung von nach dem Stand der Technik hergestellten Masken für lithographische Beleuchtungssysteme kommt es aufgrund von Inhomogenitäten der Beleuchtung der Maske im benutzten Beleuchtungssystem zu hochfrequenten Fehlern der Strukturen, die auf einem Wafer gedruckt werden. „Hochfrequent” bedeutet in diesem Zusammenhang mit einer höheren Ortsfrequenz, als es der möglichen Auflösung einer im Beleuchtungssystem vorhandenen Intensitätsvariationseinrichtung entspricht. An einer bestimmten Anzahl von Feldpunkten wird die Strukturen mit den gewünschten Breiten gedruckt, zwischen diesen Feldpunkten treten jedoch Abweichungen der gedruckten Strukturbreiten zu den gewünschten Breiten auf.The use of prior art masks for lithographic lighting systems results in high frequency errors of the structures printed on a wafer due to inhomogeneities of the illumination of the mask in the illumination system used. In this context, "high-frequency" means a higher spatial frequency than corresponds to the possible resolution of an intensity variation device present in the illumination system. At a certain number of field points, the structures are printed with the desired widths, but deviations of the printed structure widths to the desired widths occur between these field points.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren zum Herstellen von Masken für ein lithographisches Beleuchtungssystem bereitzustellen.It is an object of the present invention to provide an improved method of making masks for a lithographic lighting system.

Die Aufgabe wird gelöst mit einem Verfahren zum Herstellen einer Maske für ein lithographisches Beleuchtungssystem, aufweisend folgende Schritte:

  • a) Einstellen einer Intensitätsvariationseinrichtung derart, dass eine möglichst gleichmäßige Beleuchtungsintensität bereitgestellt wird;
  • b) Bestimmen einer Beleuchtungsrichtungsverteilung an einer definierten Anzahl von Feldpunkten auf der Maske als Funktion einer ersten Koordinate nach Mittelung über eine zweite Koordinate;
  • c) Berechnen von Strukturgrößen an den Feldpunkten, so dass im Lackbild Strukturen der gewünschten Größe erhalten werden; und
  • d) Erstellen der Maske, wobei die Strukturgröße auf der Maske an einem Ort gegeben ist durch eine definierte Interpolation von Strukturgrößen auf der Maske an den Feldpunkten.
The object is achieved with a method for producing a mask for a lithographic illumination system, comprising the following steps:
  • a) setting an intensity variation device such that the most uniform possible illumination intensity is provided;
  • b) determining a lighting direction distribution at a defined number of field points on the mask as a function of a first coordinate after averaging over a second coordinate;
  • c) calculating structure sizes at the field points, so that structures of the desired size are obtained in the paint image; and
  • d) Creating the mask, wherein the feature size on the mask is given at a location by a defined interpolation of feature sizes on the mask at the field points.

Gemäß einem zweiten Aspekt wird die Aufgabe gelöst mittels eines Verfahrens zum Herstellen einer Maske für ein lithographisches Beleuchtungssystem, aufweisend folgende Schritte:

  • a) Einstellen einer Intensitätsvariationseinrichtung derart, dass eine möglichst gleichmäßige Beleuchtungsintensität bereitgestellt wird;
  • b) Bestimmen einer Beleuchtungsrichtungsverteilung an einer definierten Anzahl von Feldpunkten auf der Maske als Funktion einer ersten Koordinate nach Mittelung über eine zweite Koordinate;
  • c) Berechnen von Strukturgrößen an den Feldpunkten, so dass im Lackbild Strukturen der gewünschten Größe erhalten werden;
  • d) Bestimmen der Beleuchtungsintensität an einer möglichst großen Anzahl von Feldpunkten; und
  • e) Erstellen der Maske unter Berücksichtigung einer Korrektur der Strukturgrößen gemäß folgender mathematischer Beziehung:
Figure DE102013209093A1_0002
mit den Parametern:
Δb
Korrektur der Strukturgröße
CD
gewünschte Strukturbreite
MEEF
Mask-Error-Enhancement-Factor
NILS
Normalised-Intensity-Logarithm-Squared
β
Vergrößerungsmaßstab
ΔI(x)/I
Restintensitätsfehler als Funktion der x-Koordinate
According to a second aspect, the object is achieved by means of a method for producing a mask for a lithographic illumination system, comprising the following steps:
  • a) setting an intensity variation device such that the most uniform possible illumination intensity is provided;
  • b) determining a lighting direction distribution at a defined number of field points on the mask as a function of a first coordinate after averaging over a second coordinate;
  • c) calculating structure sizes at the field points, so that structures of the desired size are obtained in the paint image;
  • d) determining the illumination intensity at the largest possible number of field points; and
  • e) Creation of the mask taking into account a correction of the feature sizes according to the following mathematical relationship:
Figure DE102013209093A1_0002
with the parameters:
.DELTA.b
Correction of the structure size
CD
desired structure width
MEEF
Mask error enhancement factor
NILS
Normalized Intensity Logarithm-Squared
β
magnification
.DELTA.I (x) / I
Residual intensity error as a function of the x-coordinate

Gemäß einem dritten Aspekt wird die Aufgabe gelöst mittels eines Verfahrens zum Herstellen einer Maske für ein lithographisches Beleuchtungssystem, aufweisend:

  • a) Einstellen einer Intensitätsvariationseinrichtung derart, dass eine möglichst gleichmäßige Beleuchtungsintensität bereitgestellt wird;
  • b) Bestimmen einer Beleuchtungsrichtungsverteilung an einer definierten Anzahl von Feldpunkten auf der Maske als Funktion einer ersten Koordinate nach Mittelung über eine zweite Koordinate;
  • c) Berechnen von Strukturgrößen an den Feldpunkten, so dass im Lackbild Strukturen der gewünschten Größe erhalten werden;
  • d) Bestimmen der Beleuchtungsintensität an einer möglichst großen Anzahl von Feldpunkten;
  • e) definiertes Interpolieren von Strukturgrößen auf der Maske an den jedem Feldpunkt nächstgelegenen beiden Feldpunkten; und
  • f) Erstellen der Maske unter Berücksichtigung einer Korrektur der Strukturgrößen gemäß folgender mathematischer Beziehung:
Figure DE102013209093A1_0003
mit den Parametern:
Δb
Korrektur der Strukturgröße auf der Maske
CD
gewünschte Strukturbreite
MEEF
Mask-Error-Enhancement-Factor
NILS
Normalised-Intensity-Logarithm-Squared
β
Vergrößerungsmaßstab
ΔI(x)/I
Restintensitätsfehler als Funktion der x-Koordinate
According to a third aspect, the object is achieved by means of a method for producing a mask for a lithographic illumination system, comprising:
  • a) setting an intensity variation device such that the most uniform possible illumination intensity is provided;
  • b) determining a lighting direction distribution at a defined number of field points on the mask as a function of a first coordinate after averaging over a second coordinate;
  • c) calculating structure sizes at the field points, so that structures of the desired size are obtained in the paint image;
  • d) determining the illumination intensity at the largest possible number of field points;
  • e) defined interpolation of feature sizes on the mask at the two field points closest to each field point; and
  • f) Creation of the mask taking into account a correction of the feature sizes according to the following mathematical relationship:
Figure DE102013209093A1_0003
with the parameters:
.DELTA.b
Correction of the structure size on the mask
CD
desired structure width
MEEF
Mask error enhancement factor
NILS
Normalized Intensity Logarithm-Squared
β
magnification
.DELTA.I (x) / I
Residual intensity error as a function of the x-coordinate

Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstand von Unteransprüchen.Preferred embodiments of the method according to the invention are the subject of subclaims.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass in Schritt b) das Bestimmen der Beleuchtungsrichtungsverteilung an allen Feldpunkten, an denen eine unabhängige Intensitätsanpassung möglich ist, durchgeführt wird. Vorteilhaft werden auf diese Weise erfindungsgemäße Interpolationen zwischen einer hohen Anzahl von Feldpunkten durchgeführt und dadurch bereits geringe CD-Fehler weitestgehend kompensiert.An advantageous development of the method according to the invention provides that in step b) the determination of the illumination direction distribution is carried out at all field points at which an independent intensity adaptation is possible. Advantageously, in this way according to the invention, interpolations are carried out between a large number of field points and thus even small CD errors are largely compensated.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass in Schritt b) das Bestimmen der Beleuchtungsrichtungsverteilung an einer Anzahl von Feldpunkten (PM) im Bereich zwischen drei und fünf durchgeführt wird. Mit dieser spezifischen Auswahl von Feldpunkten wird eine Reduktion von Maskenauslegungsfeldpunkten durchgeführt und dadurch der Rechenaufwand bedeutsam verringert.A further preferred embodiment of the method according to the invention provides that in step b) the determination of the illumination direction distribution at a number of field points (PM) in the range between three and five is performed. With this specific selection of field points, a reduction of mask design field points is performed, thereby significantly reducing the computational effort.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass in Schritt e) zwischen den Feldpunkten (PM) die Interpolation der Strukturgrößen eine aus: linear, quadratisch, parabelförmig ist. Vorteilhaft können dadurch mehrere bekannte Interpolationsverfahren durchgeführt werden, wobei dadurch sehr variabel Interpolationserfordernisse berücksichtigt werden können.A further advantageous development of the method according to the invention provides that in step e) between the field points (PM) the interpolation of the feature sizes is one of: linear, square, parabolic. Advantageously, several known interpolation methods can thereby be carried out, whereby very variable interpolation requirements can be taken into account.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass in Schritt b) das Bestimmen der Beleuchtungsrichtungsverteilung an einem oder an allen Feldpunkten, an denen eine unabhängige Intensitätsanpassung möglich ist, durchgeführt wird. Vorteilhaft können dadurch unterschiedlich große Verbesserungspotentiale der Maskenkorrektur gehoben werden.A further advantageous development of the method according to the invention provides that in step b) the determination of the illumination direction distribution is carried out at one or at all field points at which an independent intensity adjustment is possible. Advantageously, different levels of improvement of the mask correction can be lifted.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens sehen vor, dass die Feldpunkte (P) in der Mitte der Maske +/– des 2/3 Retikelhalbmessers oder einer der Feldpunkte am Rand der Maske angeordnet ist. Auf diese Weise kann vorteilhaft berücksichtigt werden, in welchem Bereich der Maske das Korrekturbedürfnis für die Maske am größten ist.Further preferred embodiments of the method according to the invention provide that the field points (P) are arranged in the center of the mask +/- of the 2/3 reticle radius or one of the field points at the edge of the mask. In this way, it can be advantageously taken into account in which region of the mask the correction requirement for the mask is greatest.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Die Erfindung wird im Folgenden mit weiteren Merkmalen und Vorteilen anhand von mehreren Figuren detailliert beschrieben. Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung, sowie unabhängig von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw. in den Figuren. Die Figuren sind vor allem dazu gedacht, die erfindungswesentlichen Prinzipien zu verdeutlichen.The invention will be described in detail below with further features and advantages with reference to several figures. All described or illustrated features alone or in any combination form the subject of the invention, regardless of their summary in the claims or their dependency, and regardless of their formulation or representation in the Description or in the figures. The figures are primarily intended to illustrate the principles essential to the invention.

In den Figuren zeigt:In the figures shows:

1a und 1b CD-Fehler bei einer Maskenauslegung an jedem Feldpunkt PU, an dem eine unabhängige Intensitätsanpassung möglich ist, bzw. nur in Feldmitte (P0), ausgewertet an allen Feldpunkten PU, an denen eine unabhängige Intensitätsanpassung möglich ist 1a and 1b CD error in a mask design at each field point PU, at which an independent intensity adjustment is possible, or only in the middle of the field (P0), evaluated at all field points PU, where an independent intensity adjustment is possible

2a und 2b CD-Fehler bei einer Maskenauslegung an jedem Feldpunkt PU, an dem eine unabhängige Intensitätsanpassung möglich ist, bzw. nur in Feldmitte (P0), ausgewertet an allen Feldpunkten; 2a and 2 B CD error in a mask design at each field point PU, at which an independent intensity adjustment is possible, or only in the middle of the field (P0), evaluated at all field points;

3 ein Beleuchtungsintensitätsprofil über der Maske nach einer Korrektur mittels einer Intensitätsvariationseinrichtung; 3 an illumination intensity profile over the mask after correction by means of an intensity variation device;

4a bis 4c CD-Fehler bei einer herkömmlichen Maskenauslegung nur in Feldmitte; 4a to 4c CD error in a conventional mask design only in the middle of the field;

5a bis 5c erfindungsgemäß reduzierte CD-Fehler bei einer linearen Interpolation von Strukturgrößen bei einer Maskenauslegung in Feldmitte und +/–2/3 Feldbreite; 5a to 5c according to the invention reduced CD errors in a linear interpolation of feature sizes in a mask design in the field center and +/- 2/3 field width;

6a bis 6c erfindungsgemäß reduzierte CD-Fehler bei einer linearen Interpolation von Strukturgrößen bei einer Maskenauslegung in Feldmitte sowie am Feldrand; 6a to 6c according to the invention reduced CD errors in a linear interpolation of feature sizes in a mask design in the middle of the field and at the edge of the field;

7a bis 7c erfindungsgemäß reduzierte CD-Fehler bei einer quadratischen Interpolation von Strukturgrößen bei einer Maskenauslegung in Feldmitte sowie +/–4/5 Feldbreite; 7a to 7c according to the invention reduced CD errors in a quadratic interpolation of feature sizes in a mask design in the middle of the field and +/- 4/5 field width;

8a bis 8c CD-Fehler bei einer herkömmlichen Maskenauslegung an jeder Position von Fingern der Intensitätsvariationseinrichtung; 8a to 8c CD error in a conventional mask design at each position of fingers of the intensity variation device;

9a bis 9c erfindungsgemäß reduzierte CD-Fehler bei einer Korrektur der Strukturbreiten bei einer Maskenauslegung nur in Feldmitte; 9a to 9c According to the invention reduced CD errors in a correction of the feature widths in a mask design only in the middle of the field;

10a bis 10c erfindungsgemäß reduzierte CD-Fehler bei einer Korrektur nach Gleichung (5) und anschließender linearer Interpolation bei einer Maskenauslegung in Feldmitte und +/–2/3 Feldbreite; 10a to 10c according to the invention, reduced CD errors with a correction according to equation (5) and subsequent linear interpolation with a mask design in the middle of the field and +/- 2/3 field width;

11a bis 11c erfindungsgemäß reduzierte CD-Fehler bei einer Korrektur nach Gleichung (5) und anschließender linearer Interpolation bei einer Maskenauslegung in Feldmitte und am Feldrand; 11a to 11c according to the invention, reduced CD errors with a correction according to equation (5) and subsequent linear interpolation with a mask design in the middle of the field and at the edge of the field;

12a bis 12c erfindungsgemäß reduzierte CD-Fehler bei einer Korrektur nach Gleichung (5) und anschließender quadratischer Interpolation bei einer Maskenauslegung in Feldmitte und +/–4/5-Feldbreite; und 12a to 12c according to the invention, reduced CD errors with a correction according to equation (5) and subsequent quadratic interpolation with a mask design in the middle of the field and +/- 4/5 field width; and

13a bis 13c erfindungsgemäße reduzierte CD-Fehler bei einer Korrektur nach Gleichung (5) bei einer Maskenauslegung an jedem Finger der Intensitätsvariationseinrichtung. 13a to 13c Reduced CD errors according to the invention in a correction according to equation (5) in the case of a mask design on each finger of the intensity variation device.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

Lithographische Beleuchtungssysteme umfassen üblicherweise eine Intensitätsvariationseinrichtung mit mehreren, beispielsweise 25 Fingern, wobei jeder der Finger eine definierte Breite, die dem Wert des Abstands, den die einzelnen Finger der Intensitätsvariationseinrichtung voneinander haben, aufweist. Jeder Finger besitzt an der vorderen Kante, also dort, wo der Finger in das Beleuchtungslicht geschoben wird, eine Krümmung, die einer Projektion der Krümmung des Objektfeldes des Projektionsobjektivs entspricht. Nicht berücksichtigt wird, dass sich die Finger aufgrund von geometrischen Verhältnissen teilweise überlappen.Lithographic illumination systems typically include an intensity variation device having a plurality of, for example, 25 fingers, each of the fingers having a defined width that is equal to the value of the distance that the individual fingers of the intensity varying device are from each other. Each finger has a curvature corresponding to a projection of the curvature of the object field of the projection lens at the front edge, ie where the finger is pushed into the illumination light. It is not taken into account that the fingers partly overlap due to geometric conditions.

Im weiteren werden Fernfelder von drei unterschiedlichen Lichtquellen A, B und C mit unterschiedlichen Leuchtcharakteristika (z. B. Plasmaquellen mit verschiedenen geometrischen Ausgestaltungen bzw. Ausrichtungen) betrachtet.In the following, far fields of three different light sources A, B and C with different light characteristics (eg plasma sources with different geometrical configurations or orientations) are considered.

Bekannt ist, dass für ein Drucken von gewünschten Strukturen in einem Lithographieprozess zunächst eine Maske ausgelegt werden muss. Dies bedeutet, dass Strukturgrößen auf der Maske berechnet werden müssen, und zwar basierend auf dem Wissen über die gewünschten Strukturen, die auf dem Wafer gedruckt werden sollen, sowie auf einer Annahme über eine Beleuchtungsintensität und eine Beleuchtungsrichtungsverteilung („Beleuchtungspupille”). Wird die Maske beim Lithographieprozeß genau mit dieser Beleuchtungspupille und Beleuchtungsintensität beleuchtet, ergeben sich Strukturen auf dem Wafer, die exakt die gewünschte Größe besitzen. Häufig unterscheidet sich die angenommene Beleuchtungsintensität und/oder Beleuchtungsrichtungsverteilung von der tatsächlichen Beleuchtungsintensität und/oder Beleuchtungsrichtungsverteilung, weil eine Berücksichtigung der tatsächlichen Beleuchtungsintensität und/oder Beleuchtungsrichtungsverteilung zu kompliziert wäre.It is known that a mask must first be designed for printing desired structures in a lithographic process. This means that feature sizes are calculated on the mask based on the knowledge of the desired structures to be printed on the wafer as well as an assumption about illumination intensity and illumination direction distribution ("illumination pupil"). If the mask is illuminated precisely with this illumination pupil and illumination intensity during the lithography process, structures result on the wafer which have exactly the desired size. Frequently, the assumed illumination intensity and / or illumination direction distribution differs from the actual illumination intensity and / or illumination direction distribution, because considering the actual illumination intensity and / or illumination direction distribution would be too complicated.

Die im folgenden Ausführungsbeispiel betrachteten Strukturen sind 18 nm Linien mit einer Periodenlänge (engl. pitch) zwischen 36 nm und 126 nm. Es werden 100 verschiedene Strukturen betrachtet, und zwar jeweils 50 verschiedene Periodenlängen in horizontaler und vertikaler Orientierung.The structures considered in the following embodiment are 18 nm lines with a pitch between 36 nm and 126 nm. 100 different structures are considered, in each case 50 different period lengths in horizontal and vertical orientation.

Vor der Maskenauslegung wird mittels der Intensitätsvariationseinrichtung ein örtlich im Wesentlichen konstantes Intensitätsprofil der Beleuchtung des Retikels eingestellt, so dass eine Uniformität bestmöglich korrigiert ist. Dies kann auch per Simulation durchgeführt werden. Es wird dabei eine Stellung der Finger der Intensitätsvariationseinrichtung derart gesucht, dass an allen Feldpunkten P im Wesentlichen dieselbe scanintegrierte Intensität erhalten wird. Da die Finger nur entlang einer Richtung verfahren werden können und damit nur ein Freiheitsgrad vorhanden ist, kann pro Finger auch nur die Intensität an einem Feldpunkt PU frei gewählt werden. Angenommen wird, dass sich dieser Feldpunkt PU jeweils in der Mitte des Fingers befindet. Von allen Feldpunkten P kann als nur an bestimmten Feldpunkten PU, deren Anzahl durch die Anzahl der Finger bestimmt ist, eine gewünschte Intensität sichergestellt werden.Before the mask design, a locally substantially constant intensity profile of the illumination of the reticle is adjusted by means of the intensity variation device, so that a uniformity is corrected as best as possible. This can also be done by simulation. In this case, a position of the fingers of the intensity variation device is sought in such a way that substantially the same scan-integrated intensity is obtained at all field points P. Since the fingers can only be moved along one direction and thus only one degree of freedom is present, only the intensity at a field point PU can be freely selected per finger. It is assumed that this field point PU is in each case in the middle of the finger. Of all field points P, a desired intensity can be ensured only at certain field points PU whose number is determined by the number of fingers.

Da die Beleuchtungsrichtungsverteilung und die Beleuchtungsintensität örtlich nicht konstant sind, würde sich bei einer Maskenauslegung unter den oben angegebenen Voraussetzungen an jedem Feldort eine unterschiedliche Strukturbreite auf der Maske ergeben, wenn die selbe Struktur auf dem Wafer gedruckt werden soll. Untersucht werden folgende, im Stand der Technik bekannten zwei Optionen:

  • 1. An jedem der beispielsweise 25 Feldpunkte PU wird die ideale Maskenauslegung bestimmt, d. h., dass pro Finger der Intensitätsvariationseinrichtung eine eigene Maskenauslegung durchgeführt wird. Die entsprechende Maske wird an jedem Feldort P verwendet, der vom betreffenden Finger überdeckt wird.
  • 2. Nur in Feldmitte (Feldpunkt P0) wird eine Maskenauslegung durchgeführt, wobei diese Maske dann für jeden Feldort verwendet wird.
Since the illumination direction distribution and the illumination intensity are not locally constant, a mask layout under the conditions given above would result in a different pattern width on the mask at each field location if the same structure is to be printed on the wafer. The following are examined, known in the prior art two options:
  • 1. At each of the example 25 field points PU, the ideal mask design is determined, ie, a separate mask design is performed per finger of the intensity variation device. The corresponding mask is used at each field location P, which is covered by the respective finger.
  • 2. Only in the middle of the field (field point P0) is a mask design carried out, this mask then being used for each field location.

Die 1a und 1b zeigen in qualitativer Hinsicht CD-Fehler (d. h. Strukturgrößenabweichungen) in Abhängigkeit von der Retikelkoordinate R. Diese Koordinate ist orthogonal zu einer Verlagerungsrichtung der Maske beim Scannen.The 1a and 1b show qualitatively CD errors (ie feature size deviations) as a function of the reticle coordinate R. This coordinate is orthogonal to a direction of displacement of the mask during scanning.

Man erkennt in 1a, dass für den Fall, dass an jedem Feldpunkt PU eine Maskenauslegung durchgeführt wird, sich an jedem Feldpunkt PU für alle betrachteten Strukturen auf dem Wafer gerade die gewünschten Strukturbreiten ergeben. Der CD-Fehler ist damit an allen Feldpunkten PU gleich Null.One recognizes in 1a in that, in the event that a mask design is carried out at each field point PU, the desired structure widths are produced at each field point PU for all the structures on the wafer that are considered. The CD error is thus equal to zero at all field points PU.

Wird hingegen, wie in 1b gezeigt, nur an einem einzelnen Feldpunkt P0, nämlich in Feldmitte (bei R = 0 mm) eine Maskenauslegung durchgeführt, so ist der CD-Fehler für alle Strukturen lediglich in Feldmitte gleich Null. Für alle anderen Feldpunkte ergibt sich ein endlicher CD-Fehler. Für jeden Feldpunkt PU sind 100 Punkte eingezeichnet (entsprechend einem Punkt pro Struktur), die sich in der Figur jedoch teilweise überlagern und deshalb nicht alle als einzelne Punkte erkennbar sind.Will, however, as in 1b shown, only at a single field point P0, namely performed in the middle of the field (at R = 0 mm) a mask design, so the CD error for all structures is only zero in the middle of the field. For all other field points a finite CD error results. For each field point PU, 100 points are drawn in (corresponding to one point per structure), which however partially overlap in the figure and therefore not all are recognizable as individual points.

Der CD-Fehler für Feldpunkte P, die zwischen den Feldpunkten PU liegen, ist in 1 nicht eingezeichnet.The CD error for field points P that lie between the field points PU is in 1 not shown.

Die Maskenauslegung basiert auf einer Berechnung von Luftbildern und ist daher numerisch anspruchsvoll. Daher werden von Maskenherstellern zu einer Reduzierung des Rechenaufwands regelbasierte Maskenanpassungen verwendet. Bei diesen wird eine mittels einer Luftbildberechnung ausgelegte Maske genommen und mittels einfacher numerischer Regeln angepasst. Aufgrund der Einfachheit dieser Regeln erfordert diese Art von Maskenanpassung vorteilhaft nur eine geringe Rechenzeit.The mask design is based on a calculation of aerial images and is therefore numerically demanding. Therefore, mask manufacturers use rule-based mask adjustments to reduce computational effort. In these, a mask designed by means of an aerial image calculation is taken and adapted by means of simple numerical rules. Due to the simplicity of these rules, this type of mask adaptation advantageously requires only a small amount of computation time.

Der CD-Fehler für Feldpunkte P, die zwischen den Feldpunkten PU liegen, war in 1 nicht eingezeichnet. In den 2a und 2b sind zusätzlich qualitativ CD-Fehler für Feldpunkte P, die zwischen den Feldpunkten PU liegen. Die Kurvenverläufe zeigen den CD-Fehler für die verschiedenen Strukturen als Funktion des Feldortes. Es sind 100 Kurven eingezeichnet, wobei jede einzelne Linie einer Struktur entspricht. Der Wert des CD-Fehlers an den Feldpunkten PU ist durch Punkte markiert, was bedeutet, dass jeder Punkt am entsprechenden Feldpunkts PU auf der entsprechenden Kurve liegt.The CD error for field points P lying between the field points PU was in 1 not shown. In the 2a and 2 B are additionally qualitatively CD errors for field points P, which lie between the field points PU. The curves show the CD error for the different structures as a function of the field location. There are 100 curves drawn, each individual line corresponding to a structure. Of the Value of the CD error at the field points PU is marked by dots, which means that each point on the corresponding field point PU lies on the corresponding curve.

Erkennbar ist, dass sich selbst bei einer Maskenauslegung an jedem Feldpunkt PU (siehe 2a) ein signifikanter CD-Fehler ergibt. Hauptursache hierfür ist die durch die Intensitätsvariationseinrichtung erreichbare Beschränktheit einer Gleichförmigkeit der lokalen Intensität. Der CD-Fehler ist im Falle einer Maskenauslegung nur in Feldmitte noch ausgeprägter (siehe 2b).It can be seen that even with a mask design at each field point PU (see 2a ) gives a significant CD error. The main cause for this is the limitability of uniformity of the local intensity that can be achieved by the intensity variation device. The CD error is even more pronounced in the middle of the field in the case of a mask design (see 2 B ).

Abweichungen der Beleuchtungsintensität, nachdem eine oben beschriebene Korrektur des Intensitätsprofils mittels einer Intensitätsvariationsvorrichtung durchgeführt worden ist, über das Retikel verteilt sind in 3 qualitativ dargestellt. An den Feldpunkten P zwischen den Mittelpunkten PU der Finger hat der entsprechende Finger eine Stellung, die nicht optimal ist. Die Sprünge in der Kurve markieren die Stellen, an denen ein Finger der Intensitätsvariationseinrichtung endet und ein benachbarter Finger beginnt.Deviations of the illumination intensity after an above-described correction of the intensity profile has been performed by means of an intensity varying device, are distributed over the reticle in 3 presented qualitatively. At the field points P between the centers PU of the fingers, the corresponding finger has a position that is not optimal. The jumps in the curve mark the locations where a finger of the intensity varying device ends and an adjacent finger begins.

Bei einer systematischen Untersuchung der mittels herkömmlicher Maskenauslegungen erreichter CD-Fehler ergeben sich für die CD-Fehler die in den 4a bis 4c und 8a bis 8c qualitativ dargestellten Ergebnisse.In a systematic investigation of the CD errors achieved by means of conventional mask designs, the errors in the CD errors result in the CD errors 4a to 4c and 8a to 8c qualitatively presented results.

Dargestellt sind in den 4a bis 4c und 8a bis 8c jeweils drei Verläufe von CD-Fehlern für drei verschiedene Lichtquellen A, B und C mit unterschiedlichen Leuchtcharakteristika. Die verschiedenen Lichtquellen führen zu unterschiedlichen Intensitätsprofilen und Beleuchtungsrichtungsverteilungen, mit der die Maske beleuchtet wird.Shown in the 4a to 4c and 8a to 8c three gradients of CD errors for three different light sources A, B and C with different light characteristics. The different light sources lead to different intensity profiles and illumination direction distributions, with which the mask is illuminated.

In den 4a bis 4c sind CD-Fehler darstellt, wenn nur in einem einzelnen Feldpunkt P0, nämlich in Feldmitte, eine Maskenauslegung durchgeführt wird. In den 8a bis 8c sind Verläufe von CD-Fehlern dargestellt, wenn an jedem Feldpunkt PU, d. h. an jedem Finger der Intensitätsvariationseinrichtung, eine Maskenauslegung durchgeführt wird. Deutlich erkennbar sind die in den 8a bis 8c gegenüber den 4a bis 4c deutlich verringerten CD-Fehler aufgrund des größeren Rechenaufwands.In the 4a to 4c represent CD errors, if only in a single field point P0, namely in the middle of the field, a mask interpretation is performed. In the 8a to 8c are curves of CD errors shown when at each field point PU, ie on each finger of the intensity variation device, a mask design is performed. Clearly recognizable are those in the 8a to 8c compared to the 4a to 4c significantly reduced CD errors due to the greater computational effort.

Wie bereits weiter oben erwähnt, ist ein Hauptgrund für die großen Werte der CD-Fehler an Feldpunkten P zwischen den Feldpunkten PU die Variation der Beleuchtungsintensität und bis zu einem gewissen Grad auch der Beleuchtungsrichtungsverteilung über die Breite jedes Fingers der Intensitätsvariationseinrichtung.As already mentioned above, one main reason for the large values of the CD errors at field points P between the field points PU is the variation of the illumination intensity and, to a certain extent, the illumination direction distribution across the width of each finger of the intensity variation device.

Eine Intensitätsvariation ΔI kann mittels des so genannten NILS (engl. Normalised-Intensity-Logartihm-Squared) gemäß folgender mathematischer Beziehung in eine Vorhersage für die CD-Variation ΔCD einer Struktur umgerechnet werden:

Figure DE102013209093A1_0004
An intensity variation ΔI can be converted into a prediction for the CD variation ΔCD of a structure by means of the so-called normalized intensity logarithm squared (NILS) according to the following mathematical relationship:
Figure DE102013209093A1_0004

Der NILS kann gemäß folgender mathematischer Beziehung direkt aus dem Profil I(x) der Luftbildintensität der betreffenden Struktur berechnet werden:

Figure DE102013209093A1_0005
wobei der Ausdruck an der Position x0, an dem die Linienkante gedruckt werden soll, berechnet werden muss. Der NILS-Wert für jede Struktur kann somit ohne Mehraufwand bei der Maskenauslegung berechnet werden, wobei dieses häufig bereits automatisch geschieht.The NILS can be calculated directly from the profile I (x) of the aerial image intensity of the structure concerned, according to the following mathematical relationship:
Figure DE102013209093A1_0005
the expression has to be calculated at the position x0 where the line edge is to be printed. The NILS value for each structure can thus be calculated without additional overhead in the mask design, which often happens automatically.

Mittels Gleichung (1) kann also ein Intensitätsprofil, wie es zum Beispiel in 3 gezeigt ist, in eine Vorhersage für den dadurch verursachten CD-Fehler umgerechnet werden. Diese Vorhersage kann dann verwendet werden, um die Maske derart anzupassen, dass der CD-Fehler möglichst vollständig kompensiert wird.Thus, by means of equation (1), an intensity profile, as described, for example, in FIG 3 is converted into a prediction for the CD error caused thereby. This prediction can then be used to adjust the mask so that the CD error is compensated as completely as possible.

Der so genannte MEEF (engl. Mask-Error-Enhancement-Factor) gibt an, wie stark sich die Breite einer auf dem Wafer gedruckten Struktur ändert, wenn sich die Breite b einer Struktur auf der Maske ändert. Für die CD-Variation gilt: ΔCD = β × MEEF × Δb (3) The so-called MEEF (Mask Error Enhancement Factor) indicates how much the width of a structure printed on the wafer changes as the width b of a structure on the mask changes. For the CD variation applies: ΔCD = β × MEEF × Δb (3)

Andere bekannte Definitionen des MEEF ziehen den Vergrößerungsmaßstab β in die Größe des MEEF ein. Auch der MEEF kann während der Maskenauslegung vorteilhaft ohne Mehraufwand berechnet werden. Die Werte für NILS und MEEF stehen somit für jede Struktur getrennt an jedem Feldpunkt PM, an dem eine Maskenauslegung durchgeführt wurde, zur Verfügung. Durch eine Kombination der Gleichungen (1) und (3) kann somit eine Korrektur der Maskenbreiten berechnet werden, die den Effekt der örtlichen Intensitätsvariation kompensiert:

Figure DE102013209093A1_0006
Other known definitions of the MEEF include the magnification β in the size of the MEEF. Also, the MEEF can be calculated during the mask design advantageously without additional effort. The values for NILS and MEEF are thus available for each structure separately at each field point PM on which a mask design has been performed. By combining the equations (1) and (3), a correction of the mask widths can be calculated, which compensates the effect of the local intensity variation:
Figure DE102013209093A1_0006

Wird die Korrektur gemäß Gleichung (4) durchgeführt, so ergeben sich die erfindungsgemäß erreichten Ergebnisse, wie sie in den 5 bis 7 und 9 bis 13 qualitativ dargestellt sind.If the correction is carried out in accordance with equation (4), the results achieved according to the invention, as shown in FIGS 5 to 7 and 9 to 13 are shown qualitatively.

Die Gleichung (4) beschreibt eine regelbasierte Maskenanpassung, die zu einer Korrektur von Strukturgrößen auf der Maske vorteilhaft ohne größeren Aufwand durchführbar ist. Dieses Vorgehen erfordert zudem vorteilhaft keine Änderung der bekannten Prozesse der Maskenhersteller.Equation (4) describes a rule-based mask adaptation, which can advantageously be carried out for a correction of feature sizes on the mask without much effort. This procedure also advantageously requires no change in the known processes of the mask manufacturer.

Verläufe von erfindungsgemäß reduzierten CD-Fehlern sind in den 9a bis 9c und 13a bis 13c dargestellt. Dabei sind in den 9a bis 9c Verläufe des CD-Fehlers bei einer Durchführung der Korrektur nach Gleichung (4) bei einer Maskenauslegung nur in Feldmitte dargestellt. In den 13a bis 13c sind Verläufe des CD-Fehlers bei einer Maskenauslegung an jedem Feldpunkt P mit einer Korrektur nach Gleichung (4) dargestellt.Course of inventively reduced CD errors are in the 9a to 9c and 13a to 13c shown. Here are in the 9a to 9c Gradients of the CD error when performing the correction according to equation (4) in a mask design shown only in the middle of the field. In the 13a to 13c are curves of the CD error in a mask design at each field point P with a correction according to equation (4).

Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Korrekturverfahren kann nicht besser werden als der Wert der CD-Fehler, der sich an den Feldpunkten PU der Finger der Intensitätsvariationseinrichtung ergibt. Dieser Mindest-CD-Fehler ergibt sich aus der ortsabhängigen Veränderung der Beleuchtungsrichtungsverteilung.The correction method proposed according to the invention can not be better than the value of the CD errors which results at the field points PU of the fingers of the intensity variation device. This minimum CD error results from the location-dependent change in the illumination direction distribution.

Wird an jedem Feldpunkt PU eine Maskenauslegung durchgeführt (siehe 8a bis 8c und 13a bis 13c), wird dieser Mindest-CD-Fehler gleich Null. Der Vergleich der 13a bis 13c mit den 8a bis 8c lässt erkennen, dass der CD-Fehler mittels der Korrektur der Strukturgrößen nach Gleichung (4) um eine Größenordnung verringert werden kann.If a mask design is carried out at each field point PU (see 8a to 8c and 13a to 13c ), this minimum CD error will be zero. The comparison of 13a to 13c with the 8a to 8c indicates that the CD error can be reduced by one order of magnitude by means of the correction of the feature sizes according to equation (4).

Wird hingegen nur in Feldmitte eine Maskenauslegung durchgeführt, so ist der Mindest-CD Fehler deutlich größer. Auch wenn die Verringerung des hochfrequenten Beitrags zum CD-Fehler ähnlich gut ist, d. h., dass die absolute Differenz der CD-Fehler der 4a bis 4c und 9a bis 9c ungefähr gleich groß ist wie die Differenz der CD-Fehler der 8a bis 8c und 13a bis 13c, beträgt die relative Verringerung des Gesamt-CD-Fehlers nur einen Faktor 2. Dies lässt sich damit begründen, dass die CD-Fehler in 8 schon sehr gering sind, wobei die dazu erforderliche Maskenauslegung nachteilig aber einen sehr großen Rechenaufwand erfordert und in der Praxis daher selten eingesetzt wird.If, on the other hand, a mask design is performed only in the middle of the field, the minimum CD error is significantly greater. Even if the reduction of the high-frequency contribution to the CD error is similarly good, ie that the absolute difference of the CD errors of the 4a to 4c and 9a to 9c is about the same as the difference of the CD errors of 8a to 8c and 13a to 13c , the relative reduction of the total CD error is only a factor of 2. This can be explained by the fact that the CD errors in 8th are very small, the required mask design disadvantageous but requires a very large computational effort and is therefore rarely used in practice.

Die beiden bisher beschriebenen Optionen waren, dass entweder an jedem Feldpunkt PU oder nur in Feldmitte P0 eine Maskenauslegung durchgeführt wird. Die Variante, an jedem Feldpunkt PU eine Maskenauslegung durchführen, kann aufgrund des notwendigen Rechenaufwands nicht immer praktikabel sein. Wird die Maske dagegen nur in Feldmitte durch Luftbildberechnungen ausgelegt, so kann der sich durch die Feldabhängigkeit der Beleuchtungsrichtungsverteilung nicht durch Gleichung (4) korrigierbare CD-Fehler je nach Anwendung und Fernfeld unerwünscht groß sein.The two options described so far were that a mask design is carried out either at each field point PU or only in the middle of the field P0. The variant of performing a mask interpretation at each field point PU can not always be practicable because of the necessary computational effort. If, on the other hand, the mask is only designed in the middle of the field by means of aerial image calculations, the CD error which can not be corrected by equation (4) due to the field dependence of the illumination direction distribution can be undesirably large depending on the application and the far field.

Daher wird als eine weitere Alternative noch eine dritte Option vorgeschlagen, welche vorsieht, dass die Maskenauslegung an drei Feldpunkten PM durchgeführt wird, beispielsweise in Feldmitte sowie +/–2/3 des Retikelhalbmessers bzw. +/–4/5 des Retikelhalbmessers. Die Strukturgröße auf der Maske, bevor dann eventuell noch eine Korrektur nach Gleichung (4) durchgeführt wird, wird durch eine vordefinierte Interpolation (z. B. lineare, quadratische, parabelförmige, usw. Interpolation) der Strukturgröße auf der Maske an den beiden nächstliegenden der drei Auslegungsfeldpunkte PM oder der drei Auslegungsfeldpunkte PM bestimmt. Auch die Verwendung von nur zwei Auslegungsfeldpunkten PM ist denkbar, genau wie die Verwendung mehr als drei Auslegungsfeldpunkten PM möglich ist.Therefore, as a further alternative, a third option is proposed, which provides that the mask design is carried out at three field points PM, for example in the middle of the field and +/- 2/3 of the Retikelhalbmessers or +/- 4/5 of Retikelhalbmessers. The feature size on the mask before then possibly a correction according to equation (4) is performed by a predefined interpolation (eg, linear, quadratic, parabolic, etc. interpolation) of the feature size on the mask at the two nearest determines three design field points PM or the three design field points PM. The use of only two design field points PM is also conceivable, just as the use of more than three design field points PM is possible.

Die 5a bis 5c und 10a bis 10c zeigen erfindungsgemäß reduzierte CD-Fehler mit (10a bis 10c) beziehungsweise ohne (5a bis 5c) Anwendung der Korrekturmaßnahme gemäß Gleichung (4). In den Figuren ist dementsprechend insbesondere zu erkennen, dass an den drei ausgewählten Maskenauslegungsstützpunkten PM in Feldmitte sowie +/–2/3 Feldbreite (d. h. bei 0 und ca. +/–35 mm) der CD-Fehler gleich Null ist.The 5a to 5c and 10a to 10c show inventively reduced CD errors with ( 10a to 10c ) or without ( 5a to 5c ) Application of the corrective measure according to equation (4). Accordingly, it can be seen in particular from the figures that the CD error is equal to zero at the three selected mask design support points PM in the middle of the field and +/- 2/3 field width (ie at 0 and approximately +/- 35 mm).

Eine weitere Alternative ist es, jeweils zwei der drei Maskenauslegungsstützpunkte an den Rand des genutzten Retikelbereichs zu legen. Diese Wahl bietet sich insbesondere dann an, wenn der Verlauf des CD-Fehlers durch das Verhalten am Rand bestimmt wird. Dieser Fall ist in 6a bis 6c und 11a bis 11c dargestellt. Dabei ist in den 6a bis 6c für drei verschiedene Lichtquellen A, B und C eine Maskenauslegung mit anschließender linearer Interpolation zwischen den Feldpunkten PM dargestellt. In den 11a bis 11c ist für die drei Lichtquellen A, B und C eine Maskenauslegung mit linearer Interpolation und Korrekturmaßnahme nach Gleichung (4) dargestellt.Another alternative is to place each of two of the three mask design bases at the edge of the reticle area used. This choice is particularly useful if the course of the CD error is determined by the behavior at the edge. This case is in 6a to 6c and 11a to 11c shown. It is in the 6a to 6c for three different light sources A, B and C a mask design with subsequent linear interpolation between the field points PM shown. In the 11a to 11c For the three light sources A, B and C, a mask interpretation with linear interpolation and corrective action according to equation (4) is shown.

Als eine weitere Alternative sind in den 7a bis 7c und 12a bis 12c noch Verläufe von CD-Fehlern bei einer Maskenauslegung in Feldmitte sowie bei +/–4/5 Feldbreite dargestellt. Dabei wurde in den 7a bis 7c eine quadratische Interpolation zwischen den genannten Feldpunkten PM durchgeführt. In den 12c bis 12c wurde auch noch eine Korrektur der Strukturbreiten gemäß Gleichung (4) durchgeführt wurde.As another alternative are in the 7a to 7c and 12a to 12c still shows gradients of CD errors in a mask design in the middle of the field and in +/- 4/5 field width. It was in the 7a to 7c a quadratic interpolation is performed between said field points PM. In the 12c to 12c was also a correction of the structure widths according to equation (4) was performed.

Zusammenfassend wird ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung einer Maske für ein lithographisches Beleuchtungssystem vorgeschlagen, mit dem hochfrequente Beiträge zu einem CD-Fehler im Wesentlichen vollständig entfernt werden können, indem regelbasierte Maskenanpassungen durchgeführt werden. Derartige regelbasierte Maskenanpassungen sind Standardprozesse bei Maskenherstellern, wobei die erfindungsgemäß vorgeschlagenen Regeln der Korrektur nach Gleichung (4) bzw. der Interpolation vorteilhaft ohne großen Zusatzaufwand durchgeführt werden können.In summary, a method for producing a mask for a lithographic illumination system according to the invention is proposed, with which high-frequency contributions to a CD error can be substantially completely removed by performing rule-based mask adjustments. Such rule-based mask adjustments are standard processes with mask manufacturers, whereby the rules proposed according to the invention for the correction according to equation (4) or the interpolation can advantageously be carried out without much additional effort.

Im Ergebnis verbleibt als Resteffekt für den CD-Fehler ein langreichweitiger, d. h. niederfrequenter Kurvenverlauf mit einer typischen Periode von ca. einer halben Retikelbreite. Dieser Resteffekt könnte vollständig entfernt sein, wenn eine Maskenauslegung an hinreichend vielen Feldpunkten durchgeführt werden würde. Dies ist jedoch häufig vom Rechenaufwand nicht praktikabel. Daher wurde als eine Abwandlung der Erfindung gezeigt, dass mit einer Maskenauslegung an lediglich drei Feldpunkten mit anschließender Maskenauslegungskorrektur eine deutliche Verbesserung des CD-Fehlers erreicht werden kann.As a result, as a residual effect for the CD error, a long-range, d. H. low-frequency curve with a typical period of about half the reticle width. This residual effect could be completely removed if a mask design were performed on a sufficient number of field points. However, this is often impractical from the computational effort. Therefore, as a modification of the invention it has been shown that with a mask design at only three field points with subsequent mask designation correction a significant improvement of the CD error can be achieved.

Vorteilhaft ist es mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens somit möglich, mit einfachen, wenig Rechenaufwand erfordernden regelbasierten Korrekturverfahren verbesserte Masken zu erzeugen, die besser mit bekannten Beleuchtungssystemen (z. B. EUV-Beleuchtungssysteme) zusammenarbeiten bzw. deren Möglichkeiten besser auszunützen vermögen.Advantageously, it is thus possible by means of the method according to the invention to produce improved masks with simple, low-computation-requiring rule-based correction methods which cooperate better with known illumination systems (eg EUV illumination systems) or better exploit their possibilities.

Der Fachmann wird die beschriebenen Merkmale geeignet abändern oder miteinander kombinieren, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen.The person skilled in the art will suitably modify or combine the described features without departing from the essence of the invention.

Claims (9)

Verfahren zum Herstellen einer Maske für ein lithographisches Beleuchtungssystem, aufweisend folgende Schritte: a) Einstellen einer Intensitätsvariationseinrichtung derart, dass eine möglichst gleichmäßige Beleuchtungsintensität bereitgestellt wird; b) Bestimmen einer Beleuchtungsrichtungsverteilung an einer definierten Anzahl von Feldpunkten (PM) auf der Maske als Funktion einer ersten Koordinate nach Mittelung über eine zweite Koordinate; c) Berechnen von Strukturgrößen an den Feldpunkten (PM), so dass im Lackbild Strukturen der gewünschten Größe erhalten werden; und d) Erstellen der Maske, wobei die Strukturgröße (b) auf der Maske an einem Ort gegeben ist durch eine definierte Interpolation von Strukturgrößen (b) auf der Maske an den Feldpunkten (PM).Method for producing a mask for a lithographic illumination system, comprising the following steps: a) setting an intensity variation device such that the most uniform possible illumination intensity is provided; b) determining a lighting direction distribution at a defined number of field points (PM) on the mask as a function of a first coordinate after averaging over a second coordinate; c) calculating feature sizes at the field points (PM) so that structures of the desired size are obtained in the resist pattern; and d) Creating the mask, wherein the feature size (b) on the mask is given at a location by a defined interpolation of feature sizes (b) on the mask at the field points (PM). Verfahren zum Herstellen einer Maske für ein lithographisches Beleuchtungssystem, aufweisend folgende Schritte: a) Einstellen einer Intensitätsvariationseinrichtung derart, dass eine möglichst gleichmäßige Beleuchtungsintensität bereitgestellt wird; b) Bestimmen einer Beleuchtungsrichtungsverteilung an einer definierten Anzahl von Feldpunkten (PM) auf der Maske als Funktion einer ersten Koordinate nach Mittelung über eine zweite Koordinate; c) Berechnen von Strukturgrößen an den Feldpunkten (PM), so dass im Lackbild Strukturen der gewünschten Größe erhalten werden; d) Bestimmen der Beleuchtungsintensität an einer möglichst großen Anzahl von Feldpunkten; und e) Erstellen der Maske unter Berücksichtigung einer Korrektur der Strukturgrößen gemäß folgender mathematischer Beziehung:
Figure DE102013209093A1_0007
mit den Parametern: Δb Korrektur der Strukturgröße CD gewünschte Strukturbreite MEEF Mask-Error-Enhancement-Factor NILS Normalised-Intensity-Logarithm-Squared β Vergrößerungsmaßstab ΔI(x)/I Restintensitätsfehler als Funktion der x-Koordinate
A method for producing a mask for a lithographic illumination system, comprising the following steps: a) setting an intensity variation device in such a way that the illumination intensity that is as uniform as possible is provided; b) determining a lighting direction distribution at a defined number of field points (PM) on the mask as a function of a first coordinate after averaging over a second coordinate; c) calculating feature sizes at the field points (PM) so that structures of the desired size are obtained in the resist pattern; d) determining the illumination intensity at the largest possible number of field points; and e) creating the mask taking into account a correction of the feature sizes according to the following mathematical relationship:
Figure DE102013209093A1_0007
with the parameters: Δb correction of the structure size CD desired structure width MEEF Mask-Error-Enhancement-Factor NILS Normalized-Intensity-Logarithm-Squared β Magnification scale ΔI (x) / I residual intensity error as a function of the x-coordinate
Verfahren zum Herstellen einer Maske für ein lithographisches Beleuchtungssystem, aufweisend: a) Einstellen einer Intensitätsvariationseinrichtung derart, dass eine möglichst gleichmäßige Beleuchtungsintensität bereitgestellt wird; b) Bestimmen einer Beleuchtungsrichtungsverteilung an einer definierten Anzahl von Feldpunkten (PM) auf der Maske als Funktion einer ersten Koordinate nach Mittelung über eine zweite Koordinate; c) Berechnen von Strukturgrößen an den Feldpunkten (PM), so dass im Lackbild Strukturen der gewünschten Größe erhalten werden; d) Bestimmen der Beleuchtungsintensität an einer möglichst großen Anzahl von Feldpunkten (P); e) Definiertes Interpolieren von Strukturgrößen (b) auf der Maske an den jedem Feldpunkt (P) nächstgelegenen beiden Feldpunkten (P); und f) Erstellen der Maske unter Berücksichtigung einer Korrektur der Strukturgrößen gemäß folgender mathematischer Beziehung:
Figure DE102013209093A1_0008
mit den Parametern: Δb Korrektur der Strukturgröße auf der Maske CD gewünschte Strukturbreite MEEF Mask-Error-Enhancement-Factor NILS Normalised-Intensity-Logarithm-Squared β Vergrößerungsmaßstab ΔI(x)/I Restintensitätsfehler als Funktion der x-Koordinate
A method for producing a mask for a lithographic illumination system, comprising: a) setting an intensity variation device in such a way that the illumination intensity as uniform as possible is provided; b) determining a lighting direction distribution at a defined number of field points (PM) on the mask as a function of a first coordinate after averaging over a second coordinate; c) calculating feature sizes at the field points (PM) so that structures of the desired size are obtained in the resist pattern; d) determining the illumination intensity at the largest possible number of field points (P); e) Defined interpolation of feature sizes (b) on the mask at the two field points (P) closest to each field point (P); and f) creating the mask taking into account a correction of the feature sizes according to the following mathematical relationship:
Figure DE102013209093A1_0008
with the parameters: Δb correction of the structure size on the mask CD desired structure width MEEF Mask-Error-Enhancement-Factor NILS Normalized-Intensity-Logarithm-Squared β Magnification scale ΔI (x) / I residual intensity error as a function of the x-coordinate
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–3, wobei in Schritt b) das Bestimmen der Beleuchtungsrichtungsverteilung an allen Feldpunkten (PU), an denen eine unabhängige Intensitätsanpassung möglich ist, durchgeführt wird.Method according to one of claims 1-3, wherein in step b) the determination of the illumination direction distribution at all field points (PU), at which an independent intensity adjustment is possible, is performed. Verfahren nach einem der Ansprüche 1–3, wobei in Schritt b) das Bestimmen der Beleuchtungsrichtungsverteilung an einer Anzahl von Feldpunkten (PM) im Bereich zwischen drei und fünf durchgeführt wird.Method according to one of claims 1-3, wherein in step b) the determination of the illumination direction distribution at a number of field points (PM) in the range between three and five is performed. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in Schritt d) zwischen den Feldpunkten (PM) die Interpolation der Strukturgrößen (b) eine aus: linear, quadratisch, parabelförmig ist.Method according to one of the preceding claims, wherein in step d) between the field points (PM), the interpolation of the feature sizes (b) is one of: linear, square, parabolic. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in Schritt b) das Bestimmen der Beleuchtungsrichtungsverteilung an einem oder an allen Feldpunkten (PU), an denen eine unabhängige Intensitätsanpassung möglich ist, durchgeführt wird.Method according to one of the preceding claims, wherein in step b) the determination of the illumination direction distribution at one or at all field points (PU), at which an independent intensity adjustment is possible, is performed. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Feldpunkte (PM) in der Mitte der Maske +/–2/3 Retikelhalbmesser angeordnet sind.Method according to one of the preceding claims, wherein the field points (PM) are arranged in the middle of the mask +/- 2/3 Retikelhalbmesser. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei einer der Feldpunkte (PM) am Rand der Maske angeordnet ist. Method according to one of claims 1 to 7, wherein one of the field points (PM) is arranged at the edge of the mask.
DE102013209093.5A 2013-05-16 2013-05-16 Method for producing a mask for a lithographic illumination system Ceased DE102013209093A1 (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013209093.5A DE102013209093A1 (en) 2013-05-16 2013-05-16 Method for producing a mask for a lithographic illumination system
JP2016513362A JP6502325B2 (en) 2013-05-16 2014-05-15 System for generating structures in a substrate
PCT/EP2014/059944 WO2014184292A1 (en) 2013-05-16 2014-05-15 System for producing structures in a substrate
US14/939,536 US9880474B2 (en) 2013-05-16 2015-11-12 System for producing structures in a substrate

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013209093.5A DE102013209093A1 (en) 2013-05-16 2013-05-16 Method for producing a mask for a lithographic illumination system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102013209093A1 true DE102013209093A1 (en) 2014-11-20

Family

ID=50729508

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102013209093.5A Ceased DE102013209093A1 (en) 2013-05-16 2013-05-16 Method for producing a mask for a lithographic illumination system

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9880474B2 (en)
JP (1) JP6502325B2 (en)
DE (1) DE102013209093A1 (en)
WO (1) WO2014184292A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017200637A1 (en) 2017-01-17 2017-11-02 Carl Zeiss Smt Gmbh Microlithographic exposure method

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7446069B2 (en) * 2019-09-03 2024-03-08 キヤノン株式会社 Exposure equipment and article manufacturing method
US20220390832A1 (en) * 2019-11-19 2022-12-08 Asml Holding N.V. Optimization using a non-uniform illumination intensity profile
KR20220090668A (en) 2020-12-22 2022-06-30 삼성디스플레이 주식회사 Method of managing critical dimension of photomask and method of manufacturing photomask
EP4063955A1 (en) * 2021-03-25 2022-09-28 ASML Netherlands B.V. Lithographic apparatus and method for illumination uniformity correction

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120075605A1 (en) * 2010-09-23 2012-03-29 Asml Netherlands B.V. Source Polarization Optimization
DE102011005881A1 (en) * 2011-03-22 2012-05-03 Carl Zeiss Smt Gmbh Method for adjusting projection exposure system's illumination system during manufacturing e.g. nanostructure electronic semiconductor component, involves displacing correction elements so that actual variation matches with target variation
DE102011006189A1 (en) * 2011-03-28 2012-06-06 Carl Zeiss Smt Gmbh Method for exposing photosensitive layer for projection exposure system, involves supplementary-exposing photosensitive layer with supplementary exposure radiation with wavelength for producing intensity distribution on photosensitive layer

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0952491A3 (en) * 1998-04-21 2001-05-09 Asm Lithography B.V. Lithography apparatus
JP3762102B2 (en) * 1998-06-04 2006-04-05 キヤノン株式会社 Scanning projection exposure apparatus and device manufacturing method using the same
JP4098502B2 (en) * 2001-07-30 2008-06-11 株式会社東芝 Mask manufacturing method and LSI manufacturing method
DE10214247A1 (en) * 2002-03-26 2003-10-23 Infineon Technologies Ag Correcting mask structures involves dividing structure into sub-structures, determining correction parameter per sub-structure, applying associated correction parameter to each sub-structure
US7173688B2 (en) * 2004-12-28 2007-02-06 Asml Holding N.V. Method for calculating an intensity integral for use in lithography systems
JP2007207821A (en) * 2006-01-31 2007-08-16 Nikon Corp Variable slit device, lighting device, aligner, exposure method, and method of manufacturing device
JP4797764B2 (en) * 2006-04-14 2011-10-19 株式会社ニコン Exposure apparatus calibration method and exposure apparatus
DE102008001553B4 (en) * 2008-05-05 2015-04-30 Carl Zeiss Smt Gmbh Component for setting a scan-integrated illumination energy in an object plane of a microlithography projection exposure apparatus
JP2011197520A (en) * 2010-03-23 2011-10-06 Toppan Printing Co Ltd Method for manufacturing photomask
JP5556505B2 (en) * 2010-08-27 2014-07-23 富士通セミコンダクター株式会社 Mask pattern correction method and mask pattern correction apparatus
EP2798402B1 (en) 2011-12-28 2021-11-24 Carl Zeiss SMT GmbH Mask and scanning projection exposure method for microlithography
DE102012207572A1 (en) * 2012-05-08 2013-05-08 Carl Zeiss Smt Gmbh Illumination optics of optical system used in scanner for performing microlithography, has lighting channels whose total intensity in region of optical field is adapted by tilting specific number of individual mirrors to preset value

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120075605A1 (en) * 2010-09-23 2012-03-29 Asml Netherlands B.V. Source Polarization Optimization
DE102011005881A1 (en) * 2011-03-22 2012-05-03 Carl Zeiss Smt Gmbh Method for adjusting projection exposure system's illumination system during manufacturing e.g. nanostructure electronic semiconductor component, involves displacing correction elements so that actual variation matches with target variation
DE102011006189A1 (en) * 2011-03-28 2012-06-06 Carl Zeiss Smt Gmbh Method for exposing photosensitive layer for projection exposure system, involves supplementary-exposing photosensitive layer with supplementary exposure radiation with wavelength for producing intensity distribution on photosensitive layer

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017200637A1 (en) 2017-01-17 2017-11-02 Carl Zeiss Smt Gmbh Microlithographic exposure method

Also Published As

Publication number Publication date
WO2014184292A1 (en) 2014-11-20
US20160062244A1 (en) 2016-03-03
JP2016524182A (en) 2016-08-12
US9880474B2 (en) 2018-01-30
JP6502325B2 (en) 2019-04-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE10143723B4 (en) A method for optimizing a layout for a mask for use in semiconductor fabrication
DE102013209093A1 (en) Method for producing a mask for a lithographic illumination system
DE69835050T2 (en) Device for adjusting a lighting field
DE102008001553B4 (en) Component for setting a scan-integrated illumination energy in an object plane of a microlithography projection exposure apparatus
DE112011100264B4 (en) METHOD FOR CONTROLLING ELECTRON BEAM EXPOSURE OF WAFER AND MASKS WITH PROXIMITY CORRECTION
WO2002041076A2 (en) Photolithographic mask
DE102017123114B3 (en) Method for correcting the critical dimension uniformity of a photomask for semiconductor lithography
DE102010041746A1 (en) Projection exposure apparatus of EUV microlithography and method for microlithographic exposure
DE102004030961B4 (en) A method of determining a matrix of transmission cross-coefficients in an optical approximation correction of mask layouts
WO2014012912A1 (en) Method for adjusting an illumination setting
WO2011006710A2 (en) Honeycomb condenser, particularly for a microlithographic projection exposure system
DE19908526A1 (en) Illumination system with field mirrors to achieve a uniform scanning energy
DE112011100241T5 (en) Designing the wavefront of mask data for the design of a semiconductor device
DE102008016266B4 (en) Method for optimizing the layout of at least one transfer device for producing direct and indirect structures
DE10310137A1 (en) Set of at least two masks for the projection of structural patterns each formed on the masks and coordinated with one another and method for producing the masks
DE202019102016U1 (en) Structuring of surfaces
DE102014217620A1 (en) Illumination optics for a projection exposure machine
DE10209161B4 (en) Method for regulating the energy of pulsed gas-discharge-pumped radiation sources
EP3951501A1 (en) Method for manufacturing or adjusting a projection exposure system
DE102004009173A1 (en) Method for compensating the shortening of line ends in the formation of lines on a wafer
DE102006036173A1 (en) Pulse -operated gas discharge pumped radiation source e.g. excimer laser, pulse energy controlling method for semiconductor lithography application, involves changing charging voltage for pulse in comparison with voltage of previous pulse
DE3503273A1 (en) EXPOSURE METHOD AND DEVICE
WO2000060415A1 (en) Method for correcting image faults
EP3637157A1 (en) Grating structure for diffractive optics
DE102017215872A1 (en) Illumination optics for a projection exposure machine

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: G03F0007200000

Ipc: G03F0001700000

R002 Refusal decision in examination/registration proceedings
R003 Refusal decision now final